Takna - Inspeção rotineira de estruturas de concreto armado expostas a atmosferas agressivas

Inspeção rotineira de estruturas de concreto armado expostas a atmosferas agressivas

A tabela apresenta a descrição genérica das anomalias e falhas mais comumente encontradas nas estruturas de concreto armado e, sucintamente, as alterações típicas visíveis na superfície do concreto para cada uma delas e, ainda, as prováveis causas de seu estabelecimento e desenvolvimento. Essa tabela foi elaborada conforme experiência dos autores (Araujo; Panossian, 2010) e a consulta ao manual Sabesp (2010) e ACI 201.1R (2008).

A tabela pode ser ampliada ou apresentada de forma diferenciada conforme característica e estado de conservação da estrutura e condições de exposição. Essas informações podem ser obtidas em uma inspeção preliminar da estrutura. Como exemplo de alterações na tabela, cita-se a inclusão de uma sigla para cada uma das anomalias e falhas, o que facilita o seu registro em planilhas e em croquis. Citam-se, também, a inclusão da localização das anomalias (no apoio, ao centro, em junta etc.) e sua profundidade ou intensidade (baixa, média e alta) e, ainda, a divisão de algumas delas por tipo e configuração.

 

Presença de anomalias e análise da área interna do concreto 
Usualmente, durante o exame visual é investigada a presença de anomalias internas na massa do concreto. Isso é feito percutindo-se o elemento e observando-se o som produzido. Isso é possível pela diferenciação entre o som característico de concreto íntegro e o som de concreto com áreas de vazios, conhecido como “som cavo”. Em geral, os vazios são devidos à segregação, fissuração ou delaminação da massa interna do concreto. Uma forma rudimentar, mas eficiente de fazer essa investigação, é bater um martelo ou talhadeira ao longo da superfície do concreto.

Explica-se que a delaminação representa o estágio inicial de corrosão, em que os esforços internos gerados pelo acúmulo de produtos (volumosos) de corrosão limitam-se a provocar a fratura local do concreto perimetral à armadura. Com isso, são criadas zonas de vazios no concreto da região.

Sendo identificado “som cavo”, recomenda- se uma inspeção mais detalhada do elemento em análise e seu monitoramento periódico. Dentre os possíveis ensaios adicionais que podem ser feitos no elemento, citam-se a medição do potencial eletroquímico de corrosão e a análise visual da armadura e do concreto da região, o que é feito por sua fratura em área localizada.

 

Frentes de penetração de agentes agressivos no concreto 
Conforme descrito anteriormente, a deterioração de uma estrutura pode estar relacionada a diferentes agentes. No caso da corrosão de armaduras, o seu estabelecimento é notadamente atribuído à ação de dióxido de carbono (gás presente na atmosfera) ou de íons cloreto (presente na atmosfera na forma de partículas sólidas ou de névoa). Usualmente, a penetração de dióxido de carbono (denominada frente de carbonatação) é determinada em campo e, a dos íons cloreto, em laboratório.

O ensaio de carbonatação consiste na visualização da alteração do pH do concreto de cobrimento, o que é possível pela aspersão de um indicador de pH. Usualmente, utiliza-se uma solução de fenolftaleína (1 g da fenolftaleína em 50 ml de álcool etílico e diluição desta mistura em água destilada até completar 100 ml). Para o ensaio, o concreto de cobrimento é fraturado e, após a limpeza da área, feita a aspersão da solução. Na oportunidade, pode ser também verificado o estado e o diâmetro efetivo da armadura e determinada a espessura efetiva do concreto de cobrimento.

A norma DIN EN 14630 (2007) recomenda a aspersão da solução de fenolftaleína perpendicularmente à área fraturada, até que o concreto esteja saturado (o escorrimento da solução na superfície deve ser evitado). A frente de carbonatação é o valor médio da espessura da camada incolor. Quanto da obtenção de valores significativamente maior dos demais o mesmo não deve ser incluído no cálculo do valor médio, embora deva ser informado.

Andrade (1992) cita que, com o uso de fenolftaleína, é detectada a região carbonatada do concreto que é aquela que não apresenta alteração de coloração, tendo pH inferior a 8,3. A região não carbonatada assume cor entre rosa a vermelho-carmim, de pH entre 8,3 e 9,5, ou somente vermelho carmim, de pH superior a 9,5.

Sabendo-se que o aço carbono pode despassivar-se em pH por volta de 11,5 (Nace RP0187, 2008), há possibilidade que na região de coloração vermelho-carmim o aço esteja despassivado ou com corrosão já estabelecida (Nace SP0308, 2008). Portanto, embora o ensaio de carbonatação com solução de fenolftaleína seja adequado para investigar a corrosão, recomenda- se que os seus resultados sejam analisados em conjunto com outros ensaios, especialmente exame visual da armadura.

Quanto ao ensaio de íons cloreto, este consiste da determinação do seu teor em amostras de material pulverulento extraído em diferentes profundidades de concreto ou somente na região da armadura. Com isso, pode ser investigada a possibilidade de ocorrer corrosão na armadura e a sua intensidade (alta ou baixa), pois quanto maior o perfil de penetração de cloreto no concreto, mais rapidamente será despassivada a armadura e, quanto maior o teor de íons na região da armadura, maior poderá ser a taxa de corrosão.

A NBR 12655 (2006) estabelece o valor de 0,15% (em relação à massa do cimento) para o teor máximo de íons cloreto (totais) para concreto armado exposto a ambiente com cloretos. No entanto, nota-se que na prática o processo de corrosão por íons cloreto pode ocorrer em valores inferiores a este limite, o que se deve à ação de diferentes variáveis.

Pesquisas mostram que a corrosão pelo ataque por cloretos é dependente tanto da sua concentração na região da armadura como da sua relação com os íons hidroxila (OH-) (ACI 222R, 2010). Quanto maior a concentração de íons hidroxila no meio, maior é a concentração de íons cloreto livre necessária para o estabelecimento da corrosão. Com isso, é recomendado que os resultados de teor de íons cloreto sejam analisados em conjunto com os obtidos em outros ensaios.

Usualmente o teor de íons cloreto totais (livre + combinado) é obtido conforme procedimento de ensaio da ASTM C 1152 (2004) e o teor de íons cloreto livre de acordo com a ASTM C 1218 (2008), ambos podendo ser expresso em relação à massa de cimento ou do concreto.

Em geral, para obtenção do perfil de penetração são analisadas amostras de diferentes profundidades do concreto de cobrimento da armadura, cada uma delas com a coleta aproximadamente de 10 g de material pulverulento.

Segundo Moreira e colaboradores (2002), essa quantidade deve ser obtida com a mistura da coleta de material em pelo menos cinco furos, todos em uma mesma profundidade. Além disso, estes autores citam que baixos teores de cloreto total podem ser obtidos na camada superficial do concreto (até 10 mm de profundidade) o que é devido à sua lixiviação e arraste pela água pluvial.